JP6919642B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、外部導体と内部導体とを有するシールドケーブルと接続する電気コネクタに関する。

従来、シールドケーブルと接続すると共に、特性インピーダンスの整合を図って反射等による信号の伝送ロスを少なくする電気コネクタが知られている。このような電気コネクタに接続されるシールドケーブルは、内部導体と、内部導体の外周を覆う内部絶縁体と、絶縁体の外周を覆う外部導体と、外部導体の外周を覆う外部絶縁体と、を備えており、外部からの電気的な影響を外部導体で遮断することによって高周波の伝搬を可能としている。また、このようなシールドコネクタと接続する電気コネクタは、シールドケーブルの外部導体と接続するシェルと、シールドケーブルの内部導体と接続する端子と、端子を保持すると共にシェルに収納される誘電体と、を備えている。

また、電気コネクタの端子とシールドケーブルの内部導体との接続部分は、電気的な接続信頼性を優先したサイズ及び形状となっているため、伝送路と特性インピーダンスが不整合となる場合がある。この場合には、伝送された電気信号の反射や放射が起こり、信号が正しく伝送されなかったりノイズの原因になったりするなどの不具合を生じ、特に高周波信号の伝送においてはその傾向が著しいものとなる。

これに対して、特許文献１は、内導体端子１１が収納される誘電体１２と、誘電体１２を収容する外導体端子１３と、誘電体１２に取り付けられる小径体１４と、を有するシールドコネクタを開示している。特許文献１のシールドコネクタは、圧着部１１ｃの周囲に小径体１４を設けることにより、特性インピーダンスの不整合部分となる圧着部１１ｃにおいて、シールドケーブルとの特性インピーダンス整合を図ることができる。

特開２００３−１６３０５８号公報

しかしながら、特許文献１においては、圧着部１１ｃの上方が外導体端子１３及び小径部１４によって覆われていないために外部に露出しており、シールド性に劣ると共に特性インピーダンスの整合を十分に取ることができないという課題を有する。また、特許文献１においては、異なる太さ又は信号線の数等の種々のシールドケーブルをコストを増大させることなく特性インピーダンスを整合させつつ接続可能にする構成についての言及がなく、この点で改良の余地がある。

本発明の目的は、良好なシールド性能を得ることができると共に、特性インピーダンスの整合を十分に取ることができ、また、種類の異なるケーブルを接続する場合であってもコストの増大を抑制することができる電気コネクタを提供することである。

本発明に係る電気コネクタは、外部導体と内部導体とを有するシールドケーブルと接続する電気コネクタであって、前記内部導体と接続する導電性を有するコンタクトと、前記コンタクトを保持する絶縁性の保持部材と、前記保持部材の外周に設けられると共に、前記外部導体に接続する導電性を有する筒状の外方シールド部材と、前記外方シールド部材と前記保持部材との間に設けられる内方シールド部材と、を有し、前記内方シールド部材は、前記保持部材を覆う筒状の本体部と、前記本体部から外方に延設されて前記外方シールド部材に圧接する圧接部と、を備える。

内方シールド部材の圧接部が保持部材と外方シールド部材との間で外方シールド部材に押圧されて弾性変形すると共に外方シールド部材に接続することにより、シールドケーブルの内部導体に接続されるターミナルを、シールドケーブルの外部導体に接続される外方シールド部材及び内方シールド部材でシールドする。

本発明によれば、良好なシールド性能を得ることができると共に、特性インピーダンスの整合を十分に取ることができ、また、種類の異なるケーブルを接続する場合であってもコストの増大を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る電気コネクタの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る電気コネクタの断面平面図である。 本発明の実施形態に係る電気コネクタの断面側面図である。 本発明の実施形態に係る電気コネクタのホルダーの平面図である。 本発明の実施形態に係る電気コネクタのホルダーの側面図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態に係る電気コネクタのインシュレータの側面図である。 本発明の実施形態に係る電気コネクタのインシュレータの平面図である。 本発明の実施形態に係る電気コネクタのシールドコンタクトの側面図である。 本発明の実施形態に係る電気コネクタのシールドコンタクトの正面図である。 図１０のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施形態に係る電気コネクタのシールドケースの平面図である。 図１２のＣ−Ｃ断面図である。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態に係る電気コネクタにつき、詳細に説明する。図中、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、３軸直交座標系を成し、ｙ軸の正方向を前方向、ｙ軸の負方向を後ろ方向、ｘ軸の正方向を左方向、ｘ軸の負方向を右方向、ｚ軸の正方向を上方向、及びｚ軸の負方向を下方向として説明する。

＜電気コネクタの構成＞
本発明の実施形態に係る電気コネクタ１の構成につき、図１から図１３を参照しながら、以下に詳細に説明する。

電気コネクタ１は、シールドケーブル１００と接続する。シールドケーブル１００は、複数の信号線１０１と、複数の信号線１０１を覆う外部導体１０２と、外部導体１０２を覆う外部絶縁体１０３と、を有している。複数の信号線１０１の各々は、内部導体１０４と、内部導体１０４を覆う内部絶縁体１０５と、を有している。

具体的には、電気コネクタ１は、ホルダー１０と、インシュレータ２０と、ターミナル３０と、スリーブ４０と、シールドカバー５０と、シールドケース６０と、シールドコンタクト７０と、ハウジング８０と、を有している。

ホルダー１０は、絶縁性を有する材料によって形成されている。ホルダー１０は、前方部１１と、前方部１１の後方に設けられた後方部１２と、を備え、前方部１１に対して後方部１２を段差を有して設けることによって後端に凹部１３を形成している。凹部１３は、後述の圧着部３２の周囲において圧着部３２に向けて凹んでいる。

前方部１１は、挿通溝１１１と、係止溝１１２と、位置決孔１１３と、を備えている。

挿通溝１１１は、ホルダー１０の上面に凹設されており、ホルダー１０の前端から後端まで前後方向に延設されている。挿通溝１１１は、互いに平行に複数設けられていると共に、左右方向に互いに間隔を設けて配列している。

係止溝１１２は、挿通溝１１１を構成する対向する側壁に各々凹設されており、ターミナル３０の係止片３１が係止されている。

位置決孔１１３は、ホルダー１０の上面において互いに隣り合う挿通溝１１１の間に凹設されている。

後方部１２は、上面に凹設されていると共に挿通溝１１１に連通する保持部１２１と、互いに隣り合う保持部１２１の間に設けられている位置決孔１２２と、を備えている。位置決孔１２２は、位置決孔１１３と異なる形状を有している。

インシュレータ２０は、絶縁性を有する材料によって形成されている。インシュレータ２０は、ホルダー１０の前方部１１との間でターミナル３０を挟持している前方部２１と、前方部２１の後方に設けられると共にホルダー１０の後方部１２と対向している後方部２２と、インシュレータ２０の下面から下方に突出してホルダー１０の位置決孔１１３に嵌合する位置決突出部２４と、インシュレータ２０の下面から下方に突出してホルダー１０の位置決孔１２２に嵌合する位置決突出部２５と、を備え、前方部２１に対して後方部２２を段差を有して設けることによって後端に凹部２３を形成している。凹部２３は、後述の圧着部３２の周囲において圧着部３２に向けて凹んでいる。

後方部１２と後方部２２とは、ターミナル３０の圧着部３２を覆っている被覆部を構成している。

ターミナル３０は、ホルダー１０の挿通溝１１１に挿通されていると共に、保持部材としてのホルダー１０とインシュレータ２０とによって挟持されて保持されている。ターミナル３０は、係止片３１と、圧着部３２と、を備えている。

係止片３１は、前後方向において一対設けられていると共に、ターミナル３０の側壁を外方に切り起こして形成されており、係止溝１１２に係止してホルダー１０に対するターミナル３０の前後方向への移動を規制している。

圧着部３２は、ターミナル３０の後端に設けられていると共に、シールドケーブル１００の内部導体と圧着している。圧着部３２は、後方部１２及び後方部２２に覆われていると共に、ホルダー１０の保持部１２１とインシュレータ２０との間の空間に保持されている。

スリーブ４０は、導電性を有する材料によって形成されていると共に筒状であり、シールドケーブル１００の外部導体１０１と絶縁体１０２との間に設けられて外部導体１０１に接続している。

シールドカバー５０は、導電性を有する材料によって形成されており、シールドケース６０の後端を覆っていると共にシールドケース６０に接続している。

外方シールド部材としてのシールドケース６０は、導電性を有する材料によって形成されていると共に矩形の筒状であり、ホルダー１０、インシュレータ２０、ターミナル３０、スリーブ４０及びシールドコンタクト７０を収容している。シールドケース６０は、突出部６１と、筒状部６２と、くびれ部６３と、圧着部６４と、を備えている。

突出部６１は、筒状部６２の側壁部６２３の前端から前方に突出しており、一対設けられている。突出部６１には、ハウジング８０の図示しない係合部に係合する係合片６１１が内方に切り起こして設けられている。

筒状部６２は、上壁部６２１と、下壁部６２２と、側壁部６２３と、によってホルダー１０及びインシュレータ２０の周囲を覆っている。

くびれ部６３は、筒状部６２の後方に設けられていると共に筒状部６２の左右の幅方向の幅が狭くなってくびれている。くびれ部６３は、前方から見てＵ字状であり、上方が外部に開放されている。

圧着部６４は、シールドケーブル１００の外部導体に圧着されている。

内方シールド部材としてのシールドコンタクト７０は、導電性を有する材料によって形成されており、矩形状である。シールドコンタクト７０は、ホルダー１０及びインシュレータ２０と、シールドケース６０と、の間に設けられ、後方部１２及び後方部２２の外周側に設けられていると共に、ホルダー１０の凹部１３及びインシュレータ２０の凹部２３に設けられている。シールドコンタクト７０は、本体部７１と、圧接部７２と、側方規制部７３と、前方規制部７４と、接続部７５と、を備えている。

本体部７１は、筒状であり、ホルダー１０の後方部１２及びインシュレータ２０の後方部２２を覆っている。

圧接部７２は、本体部７１の後端から前方に折り返されて前方及び外方に向けて延設されており、片持ち状態である。圧接部７２は、上方又は下方から見て本体部７１に重なるように設けられている。圧接部７２は、本体部７１の上壁部７０ａに連接されて本体部７１の上方に設けられている上方圧接部７２ａと、本体部７１の下壁部７０ｂに連接されて本体部７１の下方に設けられている下方圧接部７２ｂと、から構成されている。

上方圧接部７２ａは、上壁部７０ａに対向していると共に、先端側が上方圧接部７２ａに対するシールドケース６０の押圧方向と反対方向である上方向において、側方規制部７３及び前方規制部７４よりも突出している。下方圧接部７２ｂは、下壁部７０ｂに対向していると共に、先端側が下方圧接部７２ｂに対するシールドケース６０の押圧方向と反対方向である下方向において、側方規制部７３及び前方規制部７４よりも突出している。上方圧接部７２ａは、先端側に上方に向けて凸形状の湾曲部７２１ａを備えている。下方圧接部７２ｂは、先端側に下方に向けて凸形状の湾曲部７２１ｂを備えている。

側方規制部７３は、圧接部７２の左右において、本体部７１の上壁部７０ａから上方に向けて立設されていると共に、本体部７１の下壁部７０ｂから下方に向けて立設されており、圧接部７２が押圧されていない状態において圧接部７２の先端側よりも内方（本体部７１側）に設けられている。

前方規制部７４は、圧接部７２よりも前方のシールドコンタクト７０の前端に設けられている。前方規制部７４は、本体部７１の上壁部７０ａから上方に向けて立設されている上方前方規制部７４ａと、本体部７１の下壁部７０ｂから下方に向けて立設されている下方前方規制部７４ｂと、から構成されている。

接続部７５は、本体部７１の上壁部７０ａの内壁面及び下壁部７０ｂの内壁面より内方に突出して、ホルダー１０及びインシュレータ２０に圧接している。

ハウジング８０は、絶縁性を有する材料によって形成されており、ホルダー１０、インシュレータ２０、ターミナル３０、スリーブ４０、シールドカバー５０、シールドケース６０及びシールドコンタクト７０を収容している。

＜電気コネクタの組み立て方法＞
本発明の実施形態に係る電気コネクタ１の組み立て方法につき、以下に詳細に説明する。

まず、シールドケース６０にシールドケーブル１００を挿通した後に、シールドケーブル１００の端部の外部絶縁体１０３を除去して内部導体１０２を露出させると共に、内部導体１０２を外部絶縁体１０３上に折り返す。

次に、ターミナル３０の圧着部３２に信号線１０１の内部導体１０４を圧着する。

次に、シールドコンタクト７０にターミナル３０を圧着したシールドケース６０を挿通する。

次に、ホルダー１０の挿通溝１１１に対してターミナル３０を上方から挿入する。この際に、ターミナル３０の係止片３１がホルダー１０の係止溝１１２に係合して、ターミナル３０の挿通溝１１１における前後方向への移動を規制する。

次に、ホルダー１０の上面にインシュレータ２０を上方から被せて、インシュレータ２０の位置決突出部２４をホルダー１０の位置決孔１１３に嵌合すると共に、インシュレータ２０の位置決突出部２５をホルダー１０の位置決孔１２２に嵌合することにより、ホルダー１０とインシュレータ２０とでターミナル３０を挟持する。この際に、位置決孔１１３と位置決孔１２２とを異なる形状にすると共に、位置決突出部２４と位置決突出部２５とを異なる形状にすることにより、ホルダー１０に対してインシュレータ２０を誤った向きで被せてしまうことを防ぐことができる。また、一対の係止片３１を有するターミナル３０を、ホルダー１０とインシュレータ２０とに容易に保持させることができる。

次に、ホルダー１０の凹部１３及びインシュレータ２０の凹部２３にシールドコンタクト７０を装着して、ホルダー１０の後方部１１及びインシュレータ２０の後方部１２をシールドコンタクト７０の本体部７１によって覆う。

次に、スリーブ４０を信号線１０１の外部導体１０５に被せて圧着した後に、外部絶縁体１０３上に折り返していた内部導体１０２をスリーブ４０の上に被せる。

次に、シールドケース６０をホルダー１０、インシュレータ２０及びシールドコンタクト７０の上に被せる。この際に、シールドコンタクト７０の圧接部７２は、シールドケース６０に押圧されて内方に弾性変形し、自身のバネ性によってシールドケース６０に圧接する。

ここで、シールドコンタクト７０に側方規制部７３及び前方規制部７４を設けることにより、圧接部７２に対して大きな負荷が加えられた場合に、シールドケース６０が側方規制部７３又は前方規制部７４に当接して、シールドケース６０からシールドコンタクト７０に加えられる負荷が規制されるため、圧接部７２の塑性変形又は破損等を防ぐことができる。また、上方又は下方から見て本体部７１に重なるように圧接部７２を設けることにより、シールドコンタクト７０をコンパクトにすることができるので、電気コネクタ１の大型化を抑制することができる。更に、圧接部７２を片持ち状態にすることにより十分な長さのバネスパンを得ることができるので、所望の圧接力で圧接部７２をシールドケース６０に接触させることができる。

次に、シールドケース６０にシールドカバー５０装着した後に、シールドカバー５０、シールドケース６０及びシールドケーブル１００を一緒に圧着する。これにより、シールドケース６０に対するシールドカバー５０の装着強度を向上させることができると共に、電気的な接続信頼性を確保することができる。

次に、ハウジング８０をシールドカバー５０及びシールドケース６０の上に被せて組み立てを終了する。

＜電気コネクタの電気的特性＞
上記の構成を有する電気コネクタ１は、シールドケーブル１００の内部導体１０４とターミナル３０の圧着部３２との接続部分は、電気的な接続信頼性を優先したサイズ及び形状となっているものの、この接続部分が位置する後方部１２の周囲の凹部１３及び後方部２２の周囲の凹部２３にシールドコンタクト７０を設けて後方部１２及び後方部２２の周囲全体をシールドコンタクト７０で覆うことにより、シールドケーブル１００との特性インピーダンスの整合を十分に取ることができると共に、良好なシールド性能を得ることができる。

ここで、シールドコンタクト７０を設けない場合には、内部導体１０４をターミナル３０に圧着する箇所等の特性インピーダンスが不連続となり易い箇所において、特性インピーダンスの整合を取るためにシールドケースを絞った形状にする必要があり、シールドケースの形状が複雑になる。これに対して、本実施形態では、シールドコンタクト７０を設けることにより、シールドケース６０を絞った形状にする必要をなくすることができ、シールドケース６０を凹凸の少ない筒状の簡易な構成にすることができる。

また、ターミナル３０はホルダー１０とインシュレータ２０とによって挟持される構成であるため、ターミナル３０とホルダー１０との隙間、及びターミナル３０とインシュレータ２０との隙間を最小限にすることができ、シールドケーブル１００との特性インピーダンスの整合を良好にすることができる。特に、複雑な形状となる内部導体１０４が圧着される圧着部３２において、ホルダー１０及びインシュレータ２０との隙間を最小限にすることができ、シールドケーブル１００との特性インピーダンスの整合を良好にすることができる。

また、何かの目的でシールドケースを大きくせざるを得ない場合等において、シールドケースの形状が変更された場合であっても、そのシールドケースに接続するシールドコンタクト７０を設けることにより、シールドケースの形状を複雑にすることなく凹凸の少ない筒状にすることができ、また、他の部材の形状を変更することなく、シールドケーブル１００との特性インピーダンスの整合を良好にすることができる。

また、シールドケーブル１００の内部導体１０４とターミナル３０の圧着部３２との接続部分の周囲の全体を、ホルダー１０の後方部１２及びインシュレータ２０の後方部２２で覆うことにより、特性インピーダンスの整合を良好にすることができる。

更に、シールドケーブル１００とは異なる太さ又は信号線の数を有する種々のシールドケーブルと接続する場合であっても、シールドコンタクト７０の圧接部７２の弾性変形量によって吸収することができるため、シールドケース６０の大きさ及び形状を変更する必要がないと共に、シールドコンタクト７０の大きさ及び形状を変更する必要がないので、コストを低減することができる。

仮に、シールドケーブル１００とは信号線の太さ又は数が大きく異なるシールドケーブルと接続する場合、又はシールドケース６０等のグランド（ＧＮＤ）部品の位置が変わる場合には、シールドケース６０の形状及び大きさを変更することなく、シールドコンタクト７０の大きさを変更するのみで対応することができるため、コストを低減することができる。

このように、本実施形態によれば、筒状の本体部７１によって後方部１２及び後方部２２の周囲を覆うと共に、本体部７１から外方に延設されている圧接部７２がシールドケース６０に圧接することにより、良好なシールド性能を得ることができると共に、特性インピーダンスの整合を十分に取ることができ、また、種類の異なるケーブルを接続する場合であってもコストを増大させることなく、良好なシールド性能を得ることができると共に、特性インピーダンスの整合を十分に取ることができる。

また、本実施形態によれば、シールドコンタクト７０の圧接部７２をシールドケース６０に弾性接触させることにより、外力若しくは寸法ズレによる歪み、振動及び応力緩和に対して高い接続信頼性を得ることができる。

本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

具体的には、上記実施形態において、シールドケース６０及びシールドコンタクト７０を矩形にしたが、円形でもよい。

また、上記実施形態において、複数の信号線１０１を有するシールドケーブル１００と接続したが、１つの信号線１０１又は３つ以上の信号線１０１を備えるシールドケーブルと接続してもよい。

また、上記実施形態において、圧着部３２の周囲にシールドコンタクト７０を設けたが、特性インピーダンスの整合を図るために圧着部以外の任意の位置にシールドコンタクト７０を設けることができる。

また、上記実施形態において、ターミナル３０をホルダー１０とインシュレータ２０とによって挟持させて保持させたが、ターミナルをインシュレータに挿入して保持させてもよい。

また、上記実施形態において、ターミナル３０をホルダー１０とインシュレータ２０とによって上下から挟持したが、ターミナル３０を１つのみ設ける場合等においてホルダーとインシュレータとによってターミナル３０を左右から挟持するようにしてもよい。

本発明に係る電気コネクタは、外部導体と内部導体とを有するシールドケーブルと接続するのに好適である。

１ 電気コネクタ
１０ ホルダー
１１ 前方部
１２ 後方部
１３ 凹部
２０ インシュレータ
２１ 前方部
２２ 後方部
２３ 凹部
２４ 位置決突出部
２５ 位置決突出部
３０ ターミナル
３１ 係止片
３２ 圧着部
４０ スリーブ
５０ シールドカバー
６０ シールドケース
６１ 突出部
６２ 筒状部
６３ くびれ部
６４ 圧着部
７０ シールドコンタクト
７１ 本体部
７２ 圧接部
７２ａ 上方圧接部
７２ｂ 下方圧接部
７３ 側方規制部
７４ 前方規制部
７４ａ 上方前方規制部
７４ｂ 下方前方規制部
７５ 接続部
８０ ハウジング
１００ シールドケーブル
１０１ 信号線
１０２ 外部導体
１０３ 外部絶縁体
１０４ 内部導体
１０５ 内部絶縁体
１１１ 挿通溝
１１２ 係止溝
１１３ 位置決孔
１２１ 保持部
１２２ 位置決孔
６１１ 係合片
６２１ 上壁部
６２２ 下壁部
６２３ 側壁部
７２１ａ 湾曲部
７２１ｂ 湾曲部

Claims (4)

1. 外部導体と内部導体とを有するシールドケーブルと接続する電気コネクタであって、
   前記内部導体と接続する導電性を有するターミナルと、
   前記ターミナルを保持する絶縁性の保持部材と、
   前記保持部材の外周に設けられると共に、前記外部導体に接続する導電性を有する筒状の外方シールド部材と、
   前記外方シールド部材と前記保持部材との間に設けられる内方シールド部材と、
   を有し、
   前記内方シールド部材は、
   前記保持部材を覆う筒状の本体部と、前記本体部から外方に延設されて前記外方シールド部材に圧接する圧接部と、を備える、
   ことを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記ターミナルは、
   前記内部導体に圧着する圧着部を備え、
   前記保持部材は、
   前記圧着部を覆う被覆部を備え、
   前記内方シールド部材は、
   前記被覆部を覆っている、
   ことを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
3. 前記保持部材は、
   前記ターミナルを上下又は左右から挟持する２つの部材によって構成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電気コネクタ。
4. 前記内方シールド部材は、
   前記圧接部の周囲において前記圧接部に対する前記外方シールド部材の押圧方向と反対方向に向けて前記本体部から立設される規制部を有し、
   前記圧接部は、
   前記押圧方向から見て前記本体部と重なって設けられると共に片持ち状態であり、先端が前記反対方向において前記規制部よりも突出している、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電気コネクタ。

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